고2·3 물리학Ⅰ 「파동의 성질과 활용」 단원은 파동을 진폭·파장·주기·진동수로 읽는 데서 시작해 굴절과 전자기파까지 이어서 다룹니다. 아래 시험지 20문항으로는 그래프에서 값을 읽는 힘, v=fλ와 굴절 법칙을 계산에 쓰는 힘, 전자기파의 성질을 가려내는 힘을 확인합니다.
📝 파동의 성질과 활용 시험지 — 20문항, 정답·해설은 뒤쪽 별지
이름
날짜
점수/100
배점 · 20문항 · 한 문항 5점 · 100점 만점 · 권장 풀이 시간 30분 · 기본·보통·심화가 섞여 나옵니다(정답·해설은 별지).
‘PDF 만들기’를 누르면 화면과 같은 문제로 A4 PDF 파일이 내려받아지고, 폰에서도 됩니다. 같은 학년·같은 과목 문제는 하루에 한 번 만들어지고, 그날은 같은 문제가 다시 나옵니다. 인쇄물 맨 위에 이름·날짜·점수 칸이 함께 찍힙니다.
원장 한마디
파동의 성질과 활용 시험지는 스무 문항입니다. 하루에 다 끝내려고 욕심내지 않으셔도 됩니다. 이틀로 나눠 풀어도 상관없습니다.
저는 풀이 과정을 시험지 여백에 남기게 하는 쪽입니다. 그래프가 나오면 읽은 값에 연필로 표시하고, 계산이 나오면 식을 먼저 한 줄 적고 숫자를 넣게 하세요. 답만 적힌 시험지는 나중에 어디서 틀렸는지 알 길이 없습니다.
채점은 풀이가 다 끝난 뒤에 하고, 틀린 번호에는 동그라미만 쳐 두십시오. 화면에서 바로 풀고 채점까지 보고 싶으시면 학습지 만들기를 쓰시면 됩니다. 다른 단원은 과학 전체 단원에서 고르시면 됩니다.
— 수학의 신호 원장
파동의 성질과 활용, 무엇을 배우나
먼저 파동 하나를 설명하는 값들을 익힙니다. 이웃한 마루 사이의 거리가 파장이고, 한 점이 한 번 진동하는 데 걸리는 시간이 주기이며, 진동수는 주기의 역수입니다. 진폭은 평형 위치에서 마루까지의 변위입니다. 속력은 v=λ/T 또는 v=fλ로 구합니다.
다음으로 파동이 경계면을 지날 때를 봅니다. 굴절 법칙 sinθ₁/sinθ₂=v₁/v₂에 따라 속력의 비가 사인값의 비가 되고, 진동수는 그대로이므로 속력이 바뀌면 파장이 바뀝니다. 빛에서는 이 속력의 비가 굴절률로 나타나고, 전자기파는 진공에서 속력이 같아 c=fλ로 파장과 진동수가 연결됩니다.
파동의 성질과 활용 시험지에 나오는 문항 모양
선다
단답
4지선다
파동의 성질에서 헷갈리는 곳
그래프의 가로축 확인 위치에 따른 그래프에서 읽는 거리는 파장이고, 시간에 따른 그래프에서 읽는 값은 주기입니다. 축을 보지 않고 8 cm를 주기처럼 쓰면 속력이 어긋납니다.
속력과 진동수 혼동 진동수만 구하고 멈추는 경우가 있습니다. 진동수가 2 Hz여도 파장이 8 cm이면 속력은 16 cm/s이므로, 속력을 묻는 보기는 거짓이 될 수 있습니다.
굴절에서 바뀌는 것 굴절해도 진동수는 변하지 않고 속력과 파장이 함께 바뀝니다. 입사각이 굴절각보다 크면 속력은 줄어드는 쪽이어서, 사인값의 비를 거꾸로 쓰면 답이 뒤집힙니다.
시험지에서 뽑아 본 문제
수면에서 물결파의 한 지점이 1초 동안 4번 진동하고, 이 물결파의 속력은 6 m/s이다. 이 물결파의 파장은 몇 m인가? (단위 포함)정답 · 1.5 m — 진동수 f = 4 Hz이고 v = fλ이므로 λ = v/f이다. λ = 6 m/s ÷ 4 Hz = 1.5 m이다.
굴절률이 1.5인 유리 속에서 유리와 공기의 경계면으로 빛이 입사한다. 임계각 θc는 sinθc=2/3(θc≈42°)를 만족한다. 다음 입사각 중 경계면에서 전반사가 일어나는 것은? ① 30° ② 35° ③ 40° ④ 45°정답 · ④ 45° — 빛이 굴절률이 큰 매질에서 작은 매질로 입사할 때 입사각이 임계각(약 42°)보다 크면 전반사가 일어난다. 보기 중 임계각보다 큰 입사각은 45°뿐이다.
진동수가 100 MHz인 FM 라디오 전파가 진공에서 진행할 때 파장은 몇 m인가? (진공에서 속력 3×10⁸ m/s, 단위 포함)정답 · 3 m — 100 MHz = 1×10⁸ Hz이다. λ = c/f = (3×10⁸ m/s)/(1×10⁸ Hz) = 3 m이다.
영역 B에서 물결파의 속력은 몇 cm/s인가? (단위 포함) 수조에 깊이가 다른 두 영역 A, B가 있고 물결파가 영역 A에서 영역 B로 경계면을 지나 진행한다. 이 물결파가 경계면에 입사할 때 입사각의 사인값은 0.8이고, 영역 B에서 굴절각의 사인값은 0.6이다. 영역 A에서 물결파의 속력은 24 cm/s이다. 물결파의 진동수는 두 영역에서 같다.정답 · 18 cm/s — 굴절 법칙에 의해 sinθ₁/sinθ₂ = v₁/v₂이다. v₂ = v₁ × sinθ₂/sinθ₁ = 24 cm/s × 0.6/0.8 = 18 cm/s이다.
시험지는 같은 단원의 기본·보통·심화 문항을 섞어 20개로 냅니다. 위 문제는 그 가운데 몇 개를 옮겨 놓은 것입니다.
파동 단원은 이런 순서로
먼저 용어를 정리합니다. 진폭·파장·주기·진동수를 각각 그래프의 어느 부분에서 읽는지 손으로 짚으며 확인하고, v=fλ를 단위까지 붙여 써 봅니다. 하루 10문항 안팎으로 나누면 시험지 20문항은 이틀에 끝납니다. 처음에는 계산보다 값 읽기에 시간을 씁니다.
굴절 문항은 sinθ₁/sinθ₂=v₁/v₂=λ₁/λ₂ 식을 먼저 쓰고, 어느 값이 같고 어느 값이 바뀌는지 표시한 뒤 숫자를 넣습니다. 전자기파는 파장의 길고 짧은 차례를 한 줄로 외워 두고, 보기마다 파장·진동수·광자 에너지 중 무엇을 묻는지 밑줄로 구분합니다.